淺談水底光纜線路設計要點

鄭偉

摘 要 對水底光纜特設計進行探討，簡要介紹水底光纜設計時需關注的技術要點。

關鍵詞 路由選擇;埋設設定;材料選擇;施工方案;加固措施

在光纜傳輸線路中，可能因客觀因素的存在，如有人居住的江心州、沿海附近島嶼，光纜需要跨越江河湖海，在附近沒有橋梁可供敷設光纜的條件下，光纜傳輸線路勢必須采用敷設水底光纜方式穿過大面積水域地區。

這種光纜敷設方式，存在建設環境較差，后期運營光纜修復故障的技術和措施困難較多的問題，所以在設計中對水底光纜可靠性方面的要求比直埋光纜要更高。

1水底光纜線路路由

水底線路路由以選擇河流兩岸地形條件好，水流速度不大，河面較窄，土質穩定不易沖刷，能保證水線光纜線路安全的地帶。避免在河流分岔或匯合處、河床變動、河床斷面變化大、采砂區、碼頭、渡口、有腐蝕性污水排泄、有疏浚擴寬改造計劃等區域。

在深水區域，當光纜直接布放不加掩埋時，應考慮到光纜入水后受到水流沖擊作用后，水底光纜的走向可采用兩種方式設計，一種是水底光纜采用弧形設計，即水底光纜的走向沿基準線稍偏上游弧形敷設。另一種是水底光纜采用弧形加蛇彎設計，即在第一種弧形設計的基礎上增加微小的“S”彎，由于微彎使水底光纜在較短的距離內獲得較大的松弛余量，這樣可減小水底光纜受水流縱向張力。

2水底光纜埋深

水底光纜的埋設深度應考慮水底光纜的安全、河床土質以及河流水域深度等情況確定。目前，水底光纜的埋設深度一般要求在1-2m之間，這主要根據水底光纜的敷設方式有關，水底光纜主要采用水線布放后用水泵沖槽法敷設，通常河床水域、岸灘部分埋設深度應符合以下規定：

（1）在枯水季節水深在8米以下，河床不穩定或土質松軟時，光纜埋設深度不應低于1.5米，當河床穩定或土質堅硬時，埋設深度不應低于1.2米。

（2）水深在8米以上的，光纜可直接布放到河底，不加掩埋。

（3）在有疏浚計劃的區域，應將光纜埋設至疏浚計劃深度以下1米，或施工時按一般要求敷設，但應適當預留光纜，待疏浚時再將光纜埋設至要求深度。

（4）石質或半石質河床，光纜埋設深度不應小于0.5米，同時要考慮采用水泥砂漿代或水泥蓋板保護。

（5）比較穩定的岸灘地帶，光纜埋設深度不應小于1.2米。

（6）若岸灘容易受到沖刷、損毀區域，光纜埋設深度應適當加深，光纜上岸的坡度不宜大于30度。

（7）當航道、水利、海事等部門對擬建光纜埋設深度有特殊要求時，應綜合論證分析，確定合適的埋設深度。

3水底光纜材料規格

根據規范要求，水底光纜規格選用應符合以下要求：

（1）當河床、岸灘穩定流速不大但河面寬度小于150米一般河流或季節性河流時，采用短期抗張強度不小于20000N的鋼絲鎧裝光纜。

（2）當河床、岸灘不太穩定流速大于3m/s或主要航道等時，采用短期抗張強度不小于40000N的鋼絲鎧裝光纜。

（3）當河床、岸灘極不穩定沖刷嚴重，以及河面寬度超過500米特大河流應采用特殊設計的加強型鋼絲鎧裝光纜。

（4）當河床穩定、水流速度較小、水域不寬的河流，在保證光纜安全且今后不受其他作業影響的前提下，可不改變光纜型號，直接采用直埋光纜敷設過河。

（5）若跨河寬度及河床土質能滿足定向頂管要求，也可通過定向頂管方式過河，光纜采用直埋光纜或管道光纜。

4水底光纜終端加固措施

水底光纜終端的固定方法通常有以下幾種，實際工程中可結合具體情況選擇一種或幾種組合固定。

4.1 延伸固埋

水底光纜在岸灘部分直接埋入土中，由于光纜外護層與泥土直接接觸，接觸地帶的摩擦抵抗力因埋設段落的長度、摩擦系數的大小、回填土的密實程度不同而不同，通常岸灘松軟土質較黏土的摩擦系數小很多，密實夯填土較松填土摩擦系數大，因此，在可能的情況下，岸灘部分的水底光纜應盡可能延伸長一些，最短不要低于50米，水陸光纜的接頭應設置在地勢較高土質穩定的地方，另外，水底光纜延伸段的回土要緊密，盡可能夯實。

4.2“S”形彎曲

當岸灘地帶不長，為增加水底光纜在岸灘的埋設長度，提高岸灘段落光纜的摩擦力，宜采用1-2個“S”形彎曲敷設，作為錨固和預留的措施，見圖4-1，由于“S”形敷設，使得光纜縱向分解力減少，降低水底光纜張力的傳遞作用。另外，“S”型敷設在今后維護使用中也比較方便，當河道疏浚清淤時，即可利用“S”彎水線余長滿足纜線下沉。

為使水線不產生扭力，“S”彎纜溝應彎曲圓滑，最小曲率半徑應符合水底光纜的技術要求。“S”彎加固水線見圖4-1。

4.3 梅花樁加固

梅花樁加固適用于岸灘穩固的地帶，當岸灘容易受到沖刷則不宜采用此種加固方法，主要考慮的是常年易沖刷的岸灘，土壤容易流失，加固木樁易裸露，起不到加固作用。相對于“S”形彎曲加固方式，梅花樁可承受更大的拉力，其曲率半徑宜大不宜小，曲率半徑增大時可減小水線受到的側壓力。梅花樁加固方式見圖4-2。

4.4 地錨式加固

地錨式加固是水線在岸灘加固的一種常用方法，適用于岸灘土質松軟，岸灘穩定地帶，一般情況下，使用一根橫木就可以起到加固作用。當岸灘斜坡較大，土質過于松軟，則需要采用增設垂直木樁，起到加強加固作用。通常，橫木埋入纜溝與水線埋深一致，對于加強型的垂直木樁則應夯如纜溝以下1.4米，木樁與橫木綁扎一起組成地錨，水線與地錨牢牢捆扎在一起，通過地錨與土壤的作用力來抵消水線產生的張力。

4.5 終端加固

終端加固法通常設置在水陸纜線接頭處附近，其利用水底光纜的外層鎧裝鋼絲直接固定在鑄鐵管上，并將鑄鐵管固定在混凝土地錨或木制綁樁上，這樣水線受到的張力直接作用在加固裝置上，以免張力傳遞到水陸纜線接頭處。

5結束語

水底光纜現場踏勘時需收集相應河道的水文、氣象、測繪、規劃等資料，確保收集資料準確性，以便水底光纜的順利實施。同時向水利、航運等相關部門取證，征詢相關部門的意見及要求，特別是光纜通過河堤時應嚴格按照河堤管理部門的相關要求，確保光纜與河堤的安全性。

參考文獻

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[2] 通信線路工程設計規范：YD 5102-2010. [S].北京：中國標準出版社，2010.